Qual a força mínima que deve ser feita para levantar um automóvel com massa 1.200 kg?

Enunciado

Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 13.1 - Ex. 31

Bom, aqui precisamos lembrar do Princípio de Pascal. Ele nos diz que se aplicarmos uma pressão em um fluido confinado esta pressão será transmitida integralmente ao fluido e às suas paredes. Se sabemos isso podemos concluir que:

P c o m p r e s s o r = P e l e v a d o r

Se usarmos a equação da pressão:

P = F A

No elevador teremos somente a força peso do automóvel atuando:

P e l e v a d o r = F g A e l e v a d o r = m c a r r o . g A e l e v a d o r

No compressor, teremos a força aplicada:

P c o m p r e s s o r = F A c o m p r e s o r

Igualando:

F A c o m p r e s o r = m c a r r o . g A e l e v a d o r

Para finalizar, basta acharmos a área. Sabemos que a plataforma é circular porque o raio nos foi dado. Então como calculamos área de seções circulares?

A = π r ²

Substituímos na equação do passo 1:

F = m c a r r o . g π r e l e v a d o r ²   x   π r c o m p r e s o r ²

F = r c o m p r e s o r r e l e v a d o r ²   x   m c a r r o . g

Sabemos que:

r c o m p r e s o r = 1,0   c m

r e l e v a d o r = 8,0   c m

m c a r r o = 1500   k g

g = 9,81   m / s ²

F = 1 8 ²   x   1500   k g . 9,81 m s 2 = 230   N

Leis de Newton

1ª Lei - Inércia: 

"Todo corpo permanece em seu estado de repouso ou em Movimento Retilíneo Uniforme, a menos que forças atuam sobre ele, obrigando-o a mudar de estado" 

Resumindo:

• Se há força resultante = há aceleração = M.U.V.
• Se não há força resultante = não há aceleração = M.U. ou repouso.

Inércia: dificuldade em modificar o estado do corpo.

2ª Lei - Principio Fundamental da Dinâmica:

Força RESULTANTE é igual a massa vezes aceleração.

Resolução: 

Como as forças que atuam sobre o corpo possuem sentidos opostos, podemos determinar a força resultante por meio de sua subtração.

FR = 60 – 20 = 40 N

Por meio da Segunda lei de Newton, a aceleração pode ser encontrada:

FR = m.a

40 = 20.a

a = 2 m/s2

3ª Lei - Ação e Reação:

Cada ação tem uma reação de mesma intensidade e direção, mas sentidos opostos em corpos diferentes.

Observação: Par ação-reação não se anulam, pois são em corpos diferentes.

Ex:

1) Considere as seguintes forças aplicadas a um corpo:

Qual é a força resultante aplicada?

Módulo: 5N-3N=2N

Direção e sentido: O mesmo da força maior em módulo (5N)

2) Uma força de 50N é aplicada a um corpo de massa 100kg que se encontra em repouso. Sendo esta a única força que atua no corpo, qual a velocidade alcançada após 10s da aplicação da força?

Conhecendo a aceleração do corpo podemos calcular sua velocidade:

3) Qual a massa de um corpo que, partindo do repouso, atinge uma velocidade de 12m/s em 20s? Sabendo que a força aplicada nele tem módulo igual a 30N.

Conhecendo a aceleração do corpo:

Tipos de Forças

Força Peso (P): Força atrativa da Terra.

Força Normal (N): A força normal é força de superfície contra superfície. A força normal existe sempre que há contato entre o corpo e a superfície de apoio, independentemente de essa superfície ser ou não horizontal.

É sempre perpendicular a superfície.

Ex:

Qual a força mínima que deve ser feita para levantar um automóvel com massa 800kg?

A força deve ser maior ou igual à força peso, então:

Qual a massa de um corpo com peso 12000kgf?

Quanta força precisa para levantar um carro?

Qual a força mínima que deve ser feita para levantar um automóvel com massa 500kg?

Qual a força resultante que age sobre um corpo de massa 10kg provocando uma aceleração de 2 5 m s2?